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Groenland : des virus pour blanchir la glace et la neige// Greenland : viruses to whiten ice and snow

J’ai indiqué dans plusieurs notes sur ce blog que la fonte des calottes polaires et des glaciers est susceptible de libérer des virus dont certains sont inconnus et pourraient déclencher de nouvelles épidémies sur Terre.
Un article paru sur le site Live Science est moins alarmant et aborde un aspect différent des virus. En effet, des chercheurs de l’Université d’Aarhus au Danemark ont détecté des signes de virus géants sur la calotte glaciaire du Groenland qui pourraient contribuer à réduire certains impacts du réchauffement climatique. Ces virus, qui peuvent être jusqu’à 1 500 fois plus volumineux que les virus ordinaires, sont susceptibles d’attaquer les algues microscopiques qui assombrissent la glace du Groenland et la font fondre plus rapidement.
Les auteurs de la nouvelle étude, publiée en mai 2024 dans la revue Microbiome, espèrent que la compréhension de ces virus pourra ouvrir la voie à un contrôle naturel de la croissance des algues et, par conséquent, réduire la fonte de la glace. Les chercheurs n’ont pas encore déterminé l’efficacité de ces virus, mais en les étudiant davantage, ils espèrent pouvoir apporter des solutions à l’assombrissement des calottes glaciaires
Les algues qui se trouvent sur la glace du Groenland se développent au printemps et assombrissent certaines parties du paysage qui est habituellement d’un blanc immaculé. Les teintes plus foncées des algues réduisent l’albédo, autrement dit le réfléchissement de la lumière du soleil, et accélèrent la fonte de la glace.
Les chercheurs ont collecté des échantillons de glace noire et de neige rouge à différents endroits de la calotte glaciaire du Groenland en 2019 et 2020. Ils ont ensuite analysé l’ADN trouvé dans ces échantillons pour identifier des séquences de gènes présentant de fortes similitudes avec les virus géants qui appartiennent à la famille des Nucleocytoviricota phylum. Dans les microalgues pigmentées de la glace noire et de la neige rouge, les chercheurs ont trouvé pour la première fois des signatures de virus actifs.
Les algues font partie d’un écosystème complexe qui comprend également des bactéries, des champignons et des protistes, un ensemble d’organismes unicellulaires généralement minuscules qui ne rentrent pas dans les autres groupes. L’équipe danoise mènera des recherches plus approfondies afin de mieux comprendre l’écosystème dans son ensemble et pouvoir déterminer quels hôtes les virus infectent. Les chercheurs pourront alors s’assurer qu’ils attaquent effectivement les algues qui assombrissent la surface de la calotte glaciaire.
Source  : Live Science via Yahoo Actualités.

Ce n’est pas la première fois que les scientifiques attirent l’attention du public sur la présence d’algues qui colorient la glace et la neige et leur effet sur l’albédo. Dans un note rédigée le 5 mars 2020, j’indiquais que la neige avait pris une étonnante teinte rouge sur Eagle Island, une petite île au large de la pointe nord-ouest de l’Antarctique. Cette couleur était due à la présence dans la neige d’une algue microscopique, la Chlamydomonas nivalis qui fait en réalité partie de la famille des algues vertes. Elle est capable de résister à des températures extrêmes mais quand elle rougit, c’est qu’elle se défend. Elle produit des caroténoïdes pour se protéger des UV en les absorbant. Plus il y a du soleil, plus il fait chaud et plus cette algue se développe.

C’est, bien sûr, une conséquence du réchauffement climatique, mais cette couleur pourpre de la neige accélère également sa fonte. En effet, comme c’est le cas au Groenland, l’albédo est affaibli et la neige fond plus vite. Une étude parue dans la revue Nature en 2016 montrait déjà que la prolifération de cette algue au Groenland réduit de 13% le pouvoir réfléchissant de la glace pendant la saison chaude.J’ajoutais dans ma note du 5 mars 2020 que l’Antarctique n’a pas l’exclusivité de la Chlamydomonas nivalis. Elle est présente un peu partout dans le monde. Dans les Alpes, elle est surnommée : « algue des neiges » ou « sang des glaciers ».

Si des chercheurs réussissent à isoler des virus et démontrer leur capacité à consommer ces algues, ce sera forcément une bonne nouvelle pour tout l’univers polaire.

 

Exemple d’algues rouges sur la neige (Source: Ministry of Education and Science of Ukraine).

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I have indicated in several posts on this blog that the melting of polar ice caps and glaciers is likely to release viruses some of which are unknown and may trigger new epidemics on Earth.

This time, the piece of news is less alarming. Indeed, Arctic researchers at Aarhus University in Denmark have detected signs of giant viruses living on the Greenland ice sheet that could help reduce some of the impacts of global warming. These viruses, which can be up to 1,500 times larger than regular viruses, might be attacking the microscopic algae that turn Greenland’s ice to brcomr darker and cause it to melt faster.

The authors of the new study, published May 2024 in the journal Microbiome, hope that understanding these viruses could unlock ways to naturally control algae growth and, therefore, reduce ice melting.

The researchers do not know yet how specific the viruses are and how efficient thry would be, but by exploring them further, they hope to answer some of those questions.

Algae lies dormant on Greenland’s ice and blooms in spring, darkening parts of the usually white landscape. The darker shades reflect less sunlight than white snow and ice, which reduces the albedo and accelerates melting.

Researchers collected samples from dark ice, red snow in different locations on the Greenland ice sheet in 2019 and 2020. They then analyzed the DNA found within those samples to identify sequences of genes with high similarities to giant viruses, which belong to the Nucleocytoviricota phylum. In both the dark ice and red snow, the researchers found signatures of active giant viruses. And that is the first time they have been found on surface ice and snow containing a high abundance of pigmented microalgae.

The algae are part of a complex ecosystem that also includes bacteria, fungi and protists, a collection of typically small, unicellular organisms that don’t fit into the other groups. The Danish team will conduct further research so as to better understand the ecosystem as a whole, so they can determine which hosts the viruses are infecting and be sure that they are attacking the algae.

Source : Live Science via Yahoo News.

This is not the first time that scientists have drawn public attention to the presence of algae that color ice and snow and their effect on the albedo. In a note written on March 5th, 2020, I explained that the snow had taken on a stunning red hue on Eagle Island, a small island off the northwest tip of Antarctica. This color was due to the presence in the snow of a microscopic algae, Chlamydomonas nivalis which is actually part of the green algae family. It is able to withstand extreme temperatures but it blushes when it is defending itself.It produces carotenoids to protect itself from UV rays by absorbing them. The more sun there is, the warmer it is and the more this algae develops.
This is, of course, a consequence of global warming, but this purple color of the snow also accelerates its melting. Indeed, as is the case in Greenland, the albedo is weakened and the snow melts more quickly. A study published in the journal Nature in 2016 already showed that the proliferation of this algae in Greenland reduces the reflective power of ice by 13% during the warm season. I added in my post of March 5th, 2020 that Antarctica does not does not have the exclusivity of Chlamydomonas nivalis. It is present almost everywhere in the world. In the Alps, it is nicknamed: “snow algae” or “glacier blood”.

Le sang des glaciers // Glacier blood

On peut lire ces jours-ci dans la presse de nombreux articles sur les couleurs étranges prises par la neige dans les Alpes au printemps. Certaines zones montrent des couleurs vives telles que rouge foncé, orange rouille ou rose. Pour les montagnards, il s’agit du « sang des glaciers. » D’autres personnes préfèrent l’expression « neige de pastèque ». En réalité, toutes ces nuances sont dues à une prolifération d’algues, un phénomène observé ces dernières années dans tous les habitats alpins de la planète.

La prolifération d’algues en milieu alpin est encore mal comprise, mais le seul fait que ces algues apparaissent n’est probablement pas une bonne nouvelle. Les chercheurs ont commencé à établir un recensement des algues dans les Alpes pour mieux comprendre quelles espèces y vivent, comment elles survivent et ce qui les pousse à une telle hémorragie de couleurs. Les premiers résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Frontiers in Plant Science.

Minuscules mais très vivaces, les algues sont à la base de tous les écosystèmes. Grâce à leurs prouesses photosynthétiques, elles produisent une grande quantité de l’oxygène que nous respirons et sont à la base de la plupart des réseaux trophiques. Cependant, leur multiplication est parfois excédentaire, jusqu’à provoquer un déséquilibre. C’est alors que peuvent se produire des marées rouges toxiques : le « sang des glaciers ».

Même si on ignore ce qui provoque vraiment les prolifération d’algues, ont sait que leur couleur, souvent rouge, mais parfois verte, grise ou jaune, provient de pigments et d’autres molécules que les algues utilisent pour se protéger des rayons ultraviolets. En effet, ces teintes absorbent plus de lumière du soleil, ce qui accélère la fonte de la neige sous-jacente. Cela peut modifier la dynamique des écosystèmes et accélérer le recul des glaciers, (NDLR : il s’agit d’un phénomène que l’on a déjà observé au Groenland.)

Dans l’étude de leur prolifération, les chercheurs de plusieurs instituts alpins ont décidé de laisser de côté les espèces d’algues qui se développent dans des habitats éloignés et de donner la priorité à celles vivant dans un environnement proche. Comme de très nombreux types d’algues peuvent vivre et proliférer dans les montagnes, les chercheurs ont commencé par effectuer un recensement dans certaines parties des Alpes françaises pour savoir quels types y poussent et dans quels endroits. Ils ont prélevé des échantillons de sol sur cinq sommets répartis à différentes altitudes, et recherché l’ADN des algues. Ils ont découvert que de nombreuses espèces ont tendance à préférer des altitudes spécifiques et ont très probablement évolué dans les conditions qui s’y trouvent. Par exemple, une espèce-clé, la Sanguina, ne pousse qu’au-dessus de 1 950 mètres.

Les chercheurs ont également collecté certaines espèces pour étudier en laboratoire les possibles déclencheurs de leur prolifération. On sait depuis longtemps que les proliférations d’algues se produisent naturellement. Cependant, certains facteurs d’origine humaine peuvent favoriser ces proliférations et les rendre plus fréquentes. On sait aussi que les conditions météorologiques extrêmes, les températures anormalement élevées pour la saison et les apports de nutriments provenant du ruissellement agricole et des eaux usées jouent également un rôle dans les proliférations d’algues d’eau douce et océaniques.

Pour voir s’il en va de même pour le « sang des glaciers », les chercheurs ont soumis les algues à des excès de nutriments, tels que l’azote et le phosphore. Bien qu’ils n’aient rien remarqué de significatif jusqu’à présent, ils prévoient de poursuivre cette ligne de tests. Dans les années à venir, les scientifiques suivront l’évolution de la répartition des espèces au fil du temps, ce qui pourrait donner des indications intéressantes sur la santé globale de l’écosystème. Ils essaieront également d’établir si les modèles de température sont en corrélation avec les proliférations d’algues, et ils commenceront à comparer les compositions des espèces dans les milieux de neige blanche et colorée. En procédant ainsi, ils espèrent percer le mystère du « sang des glaciers. ».

Adapté d’un article publié dans le New York Times.

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These days, one can read many articles in the newspapers about the strange colours assumed by the snow in the Alps in spring. Parts of the snow take on bright colours: deep red, rusty orange, lemonade pink. Locals call this “sang des glaciers,” or “glacier blood,” visitors sometimes use the expression “watermelon snow.” In reality, these blushes come from an algae bloom, a phenomenon observed in recent years all over alpine habitats around the world.

While snow-algae blooms are poorly understood, the fact they are happening is probably not a good sign. Researchers have begun surveying the algae of the Alps to better grasp what species live there, how they survive and what might be pushing them over the bleeding edge. Some of their initial findings were published in the journal Frontiers in Plant Science.

Tiny yet powerful, the algae are the basis of all ecosystems. Thanks to their photosynthetic prowess, algae produce a large amount of the world’s oxygen and form the foundation of most food webs. However, they sometimes overdo it, multiplying until they throw things out of balance. This can cause toxic red tides, and puzzling glacier blood.

While it is unclear exactly what spurs the blooms, the colour, often red, but sometimes green, grey or yellow, comes from pigments and other molecules that the snow algae use to protect themselves from ultraviolet light. These hues absorb more sunlight, causing the underlying snow to melt more quickly. This can change ecosystem dynamics and hasten the shrinking of glaciers.

In their study of the phenomenon, researchers at several alpine institutes have decided to turn their attention from algae species in far-flung habitats to those “that grow next door.”

Because so many different types of algae can live and bloom in the mountains, the researchers began with a census in parts of the French Alps to find out what grows where. They took soil samples from five peaks, spread over various altitudes, and searched for algal DNA.

They found that many species tend to prefer particular elevations and have most likely evolved to thrive in the conditions found there. One key genus, named Sanguina, grows only above 1,950 metres.

The researchers also brought some species back to the lab to investigate their potential bloom triggers. It has been known for a long time that algae blooms occur naturally. However, human-generated factors can worsen such outbursts and make them more frequent. Extreme weather, unseasonably warm temperatures and influxes of nutrients from agricultural and sewage runoff all play a role in freshwater and ocean algae blooms.

To see if the same was true for glacier blood, the researchers subjected the algae to surpluses of nutrients, such as nitrogen and phosphorus. While they have not found anything significant so far, they plan to continue this line of testing.

In the coming years, the researchers will keep track of how species distributions shift over time, which may shed light on the overall health of the ecosystem. They will also try to establish whether temperature patterns correlate with blooms, and begin to compare species compositions in white versus colourful snow. Eventually, they hope to decipher the blood-red message.

Adapted from an article published in The New York Times.

Gros plan sur un type d’algues rouges (Chlamydomonas nivalis) en Antarctique (Source : Wikipedia)

Les algues accélèrent la fonte du Groenland // Algae are accelerating Greenland melting

Les mauvaises nouvelles en provenance du Groenland s’accumulent. On savait déjà que la calotte glaciaire fondait à une vitesse incroyable. On apprend aujourd’hui que cette même calotte glaciaire s’assombrit à cause des algues qui prolifèrent à sa surface. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont découvert que ces algues contribuent fortement à agrandir la «zone sombre», autrement dit une bande de glace plus sombre qui a été détectée depuis l’espace sur la côte sud-ouest du Groenland.

Les scientifiques expliquent que la prolifération des algues est une conséquence du réchauffement climatique et appartient à un cercle vicieux qui entraîne la fonte de plus en plus rapide de la glace. En effet, les algues réduisent l’albédo, le pouvoir réfléchissant de la glace. La glace plus foncée renvoie moins la chaleur du soleil, ; au final, elle fond plus rapidement que son homologue parfaitement blanche.

Les biologistes expliquent qu’il existe différentes espèces d’algues sur la neige et la glace. Celles que l’on rencontre sur la glace tirent sur le violet. Celles sur la neige peuvent être vertes, jaunes ou rouges. C’est ce qui s’est passé en Italie en 2020 lorsque la neige a viré au rouge.

Toutefois, ce sont les algues de glace, celles qui poussent lorsque la glace fond, qui sont les plus préoccupantes. Ces algues génèrent un pigment violet foncé lorsqu’elles prolifèrent. Les algues de glace se développent parce que la glace fond plus rapidement et plus longtemps. La glace du Groenland fondait autrefois pendant une période estivale d’environ 50 jours, alors que cette période atteint maintenant jusqu’à 75 jours par an. Une étude de 2019 a montré que la calotte glaciaire du Groenland fond sept fois plus vite qu’elle ne le faisait en 1992. Avec l’augmentation des activités humaines qui entraîne une hausse des températures à l’échelle de la planète, on entre dans un cercle vicieux : la glace fond davantage, il y a plus d’algues et il y a plus de pigment. Comme il y a plus de pigment, la glace s’assombrit et fond encore plus vite. Ces algues sont donc une conséquence du changement climatique, pas une cause.

Outre les algues, d’autres facteurs contribuent à la fonte de la calotte glaciaire du Groenland. Ils comprennent la poussière minérale qui s’échappe lorsque la calotte glaciaire fond. Il y a aussi la suie générée par la production industrielle et par les incendies de forêt qui dérive vers le Groenland où elle se dépose.

La fonte de la glace au Groenland est le principal facteur de l’élévation du niveau de la mer. Les scientifiques ont averti en 2020 que la situation avait atteint un «point de non-retour» car la glace disparaît plus rapidement qu’elle se reconstitue avec les chutes de neige chaque année. Les scientifiques estiment que la fonte du Groenland pourrait entraîner une élévation du niveau de la mer entre 45 centimètres et 1,50 mètres au cours des deux prochains siècles.

Source: Business Insider.

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More bad news is arriving from Greenland whose ice sheet is melting at an incredible pace. We learn today that this ice sheet is darkening due to algae growing on its surface. Over the past decade, scientists have discovered that these algae are a major contributor to the « dark zone, » a strip of darker ice on the south-western coastline of Greenland which can be seen from space.

Scientists explain that the algae increase is a consequence of climate change, and part of a vicious cycle that will lead to the ice melting away faster and faster. Indeed, the algae reduces the albeido, in other words the reflecting power of the ice. Darker ice reflects less heat from the sun, which means that it melts faster than whiter patches.

Biologists explain that there are different species of algae in the snow and the ice. The ones in the ice are purple-ish. The ones in the snow can be green, yellow, or red. This is what happened in Italy in 2020 when the snow turned red.

It is the ice algae, which grow were the ice is melting, which are causing the most concern.

These algae produce the dark purple pigment when they bloom. Ice algae are proliferating because the ice is melting more quickly, and for longer. Ice in Greenland used to melt over a summer period of around 50 days, whereas now it is up to 75 days a year. A 2019 study showed that the Greenland ice sheet is melting seven times faster than it did in 1992. With human activities increasing global temperatures, there is more melting, there are more algae, there is more pigment. If there is more pigment, the ice gets darker and it melts more. These algae are a consequence of the change in climate, not a cause.

Beside the algae, other factors contribute to the melting of the Greenland ice sheet. They include mineral dust that is released as the ice sheet melts and soot from industrial production and wildfires that drift towards Greenland then settles.

Greenland ice melting is the biggest contributor to rising sea levels. Scientists warned in 2020 that it the situation has reached the « point of no return » as the ice is vanishing faster than annual snowfalls can replenish it. Scientists predict that Greenland melting could lead to a global sea level rise of between 45 centimetres and 1,50 metres over the next two centuries.

Source : Business Insider.

Prolifération d’algues brunes au Groenland

(Source : Jim McQuaid / Université de Leeds)

Catastrophe écologique au Kamchatka (suite) // Environmental disaster in Kamchatka (continued)

Comme je l’ai écrit précédemment (voir ma note du 10 octobre), une pollution à grande échelle affecte la côte de la péninsule du Kamtchatka (Russie). De nombreuses questions restent en suspens sur la cause possible de ce désastre écologique. Jusqu’à présent, les plongeurs pensaient qu’il s’agissait de la fuite de produits pétroliers et de phénol à partir de navires en transit dans le golfe d’Avacha, ou d’une manœuvre militaire qui aurait pu polluer une rivière qui se jette dans l’océan.

Afin de trouver une solution et de mettre fin aux théories contradictoires, le gouverneur du Kamtchatka a invité des experts américains, japonais et chinois à participer aux investigations. Les scientifiques russes, quant à eux, sont persuadés que ce sont des algues toxiques, et non une pollution, qui ont anéanti la vie marine au large des côtes de la péninsule.
Quelle que soit la cause, la région du Kamtchatka est confrontée à une situation environnementale catastrophique avec la mort d’un grand nombre d’animaux marins..
Le groupe d’experts examinera les résultats et hypothèses des analyses qui ont déjà été effectuées. Comme indiqué plus haut, des scientifiques russes pensent que c’est un phénomène appelé Marée Rouge, dû à l’activation rapide d’algues toxiques, qui a tué la vie marine. Il va donc falloir mettre sur pied des expéditions pour découvrir ce qui a conduit à l’activation des algues.
L’expression Marée Rouge désigne un phénomène causé par la prolifération d’algues qui libèrent de fortes toxines qui décolorent l’eau et appauvrissent sa teneur en oxygène. Selon les dernières mesures, jusqu’à 95% des animaux marins ont été tués dans le golfe d’Avacha. On se souvient que la communauté locale de surfeurs – les premiers à signaler la situation alarmante – se  plaignaient de maux de gorge, de maux de tête et de problèmes oculaires.
Le problème n’est pas dû à l’activité volcanique et sismique car les volcans actuellement en éruption se trouvent à 300 ou 400 kilomètres de la zone de la catastrophe.
Les services de surveillance environnementale de la Russie ont signalé un excès de phosphates, de fer,de phénols et d’ammonium,dans des proportions atteignant respectivement 10,8 fois, 7,2 fois, 6,9 ​​fois et 6,2 fois la normale. La surveillance satellitaire a révélé qu’au moins un navire avait déversé des matières polluantes dans la mer. Une procédure pénale a été ouverte pour pollution du milieu marin.
Jusqu’à présent, l’hypothèse selon laquelle des déchets militaires en provenance d’un site construit à l’époque soviétique sur le volcan Kozelsky serait la cause de la pollution a été écartée. En revanche, l’effet nocif des substances enfouies dans la baie de Prilivnaya ne peut être exclu.
Les résultats d’une expédition de plongeurs au sud de la péninsule du Kamtchatka qui a débuté le 11 octobre devraient être publiés prochainement.

Voici une vidéo montrant l’ampleur de la pollution :

https://youtu.be/YYTeGxo3Y5A

Source: The Siberian Times.

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As I put it before (see my post of October 10th) a wide-scale pollution has affected the coast of the Kamchatka Peninsula in Russia. Many questions were asked about the possible cause of the pollution. Up to now, it was attributed to the leakage of oil products and phenol from ships passing through the Avacha Gulf, or to a military manoeuvre that might have polluted a river that flows into the ocean.

In order to find a solution and put an end to the conflicting theories, the Governor of Kamchatka has invited US, Japanese and Chinese experts to loin the investigation. Russian scientists insist it was toxic algae not pollution that killed marine life off the peninsula’s coast.

With the pollution, the Kamchatka region faces a challenging environmental situation which involves the mass death of marine animals in Avacha Bay of the Pacific Ocean.

The research group will work remotely and examine the available analyses results and hypotheses. A group of Russian scientists said that according to their research it was the so-called Red Tide – the rapid activation of toxic algae – that killed marine life. One of the next tasks will be to organise expeditions to find out what led to the activation of the algae.

A Red Tide is a generic term for a phenomenon caused by blooming algae releasing strong toxins which discolour the water and deplete oxygen in the water. Up to 95% of marine animals were killed at the Avacha Gulf according to the earlier probes, with the local community of surfers who were the first ones to flag the alarming situation complaining about throat aches, headaches and temporary worsening eyesight.

The version of the harmful effects of volcanic and seismological activity has been ruled out, since the volcanoes that are now erupting are located at a distance of 300-400 kilometres from the water area.

Russia’s environment watchdog has reported excess of phosphates in the coastal waters by 10.8 times, iron by 7.2 times, phenols by 6.9 times and ammonium by 6.2 times. At least one ship has been found to be dumping polluted waste into the water according to satellite monitoring. Russian Investigative Committee opened a criminal case into pollution of the marine environment.

So far the version of the military waste site built in Soviet times by the Kozelsky volcano causing the pollution was ruled out. The harmful effect of the substances that are buried at the Prilivnaya Bay cannot be excluded.

Results of the divers expedition to the south of the Kamchatka peninsula that set off on 11 October should be released soon.

Here is a video showing the extent of the pollution:

https://youtu.be/YYTeGxo3Y5A

Source: The Siberian Times.

Source : Wikipedia